包括植入部分的具有改善的信號處理的助聽系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本申請涉及根據特定用戶的需要增強聲音信號的助聽系統。本發明尤其涉及包括 適于至少部分植入在用戶頭部中的植入部分的助聽系統及其用途。具體地，該助聽系統包 括能夠感測沿耳蝸隔膜長度方向的一個或多個位置處的蝸內電位（EP)的感測單元。
[0002] 本申請還涉及助聽系統的運行方法。
[0003] 本申請還涉及包括處理器和程序代碼的數據處理系統，其中程序代碼使處理器執 行本發明方法的至少部分步驟。
[0004] 本發明的實施例如可用在用于隨時間自動調整設備特征如處理算法的助聽裝置 的應用中。
【背景技術】
[0005] 下面的現有技術說明涉及本申請的應用領域之一，助聽器。
[0006] 助聽裝置（聲學或骨錨式助聽器、植入物、頭戴式耳機、電話等）在將輸入信號呈 現給耳朵之前以慎重的方式處理這些輸入信號。在一些應用中，這種處理包括用于補償與 用戶耳蝸正常函數之間的偏差的各個方面（如增益、頻率響應、壓縮、降噪）。目前，用戶的 耳蝸函數基于假設的平均函數（在針對據稱正常聽力聽者的應用情形下）或基于診斷指示 量（在聽力受損聽者情形下）粗略估計。在兩種情形下，假定用戶的耳蝸函數隨時間穩定。 此外，任何診斷指示量（如聽覺閾）至多僅與耳蝸的生理狀態間接相關。因而，聽力裝置中 發生的信號處理不能真正考慮耳蝸的當前機能狀態，其正接收并為用戶變換那些信號以聽 見。這限制了用戶可獲得的好處。
[0007] [Mercier et al, 2012]涉及從內耳中的電化過程進行能量提取的論題。提出使用 內耳中產生的蝸內電位（EP)作為電子裝置的電源，例如對化學和分子傳感器或者用于聽 力損失及其它失調的診斷和治療的藥物遞送執行機構進行供電。
[0008] US2012300964A1描述了用戶聽覺能力的測試方法。助聽器適于輸出聲音以測試用 戶的聽覺能力、檢測用戶身體中作為輸出聲音的結果而產生的電信號、放大電極單元檢測 到的電信號、及基于放大后的信號的波形的波峰特性確定助聽器檢測到的環境聲音的放大 比。
[0009] EP2200347A2涉及基于用戶目前的認知負荷的估計的聽力儀器運行方法，例如通 過測量流動的腦電圖（EEG)，例如使用助聽器殼體表面中的適當電極，其接觸耳道里面或外 面的皮膚。
【發明內容】
[0010] 哺乳動物耳蝸具有結構和電化過程，其包括提供電位即蝸內電位（EP)的"生物 電池"。EP為對聽力必要的變換過程提供能量。EP由耳蝸中的新陳代謝過程保持（"再充 電")。隨著年齡的增長，保持EP的過程惡化，從而影響聽力。當前已知或涉及的導致EP退 化或變動的其它因素包括暴露于噪聲、抽煙和梅尼埃（Menieres)病。
[0011] 最近已證明，EP可在體內進行監視，此外，能量可從EP收獲以對小型無線發射器 供電[Mercier et al，2012]〇
[0012] 本發明提供一種助聽系統，包括：
[0013] -感測單元，能夠感測沿耳蝸隔膜長度方向的一個或多個位置處的蝸內電位并配 置成傳播該數據（例如周期性地，例如使用無線傳輸）；
[0014] -助聽裝置，包括：
[0015] 一配置成接收來自感測單元的數據的（可能無線）接收器；
[0016] -解碼器，配置成將所接收的信號變換為已適當調節的信號以用作助聽裝置中的 控制變量；
[0017] --信號處理單元，配置成執行計算從而將耳蝸狀態信號融入助聽裝置的總計算方 案中，使得助聽裝置的輸入信號的操縱可根據其進行修改。
[0018] 所公開的助聽系統相較先前已知的解決方案具有改進，因為：
[0019] 1、其使聽力裝置中的信號處理能更好地根據用戶耳朵的個體和時變函數進行調 整；
[0020] 2、其使能連續監視耳蝸功能并觸發咨詢消息。
[0021] 已表明，蝸內電位的降級意味著聽力損失或導致聽力損失（靈敏度下降，聽覺閾 更大），因為其頻率相關性與典型的與年齡有關的聽力損失（老年聾聽力損失）類似。
[0022] 本發明提出使用特定時間點的蝸內電位的測度指示耳蝸的"有效年限"（或"有效 狀態或負荷"）。通過使前述目前的"有效年限"或"有效狀態"與平均聽力損失數據（如保 存在助聽器中）相關聯，處理參數可使用（如機載）驗配算法進行優化。從而，重要的參數 如隨頻率而變的增益、壓縮等可適應用戶耳朵的目前狀態。其它處理算法如方向性、降噪等 可類似地根據目前（測得的）蝸內電位隨時進行調整。
[0023] 本申請的目標是使能根據用戶聽覺系統的目前條件尤其是根據用戶耳蝸的目前 狀態修改助聽系統。
[0024] 本申請的目標由所附權利要求限定的及下面描述的發明實現。
[0025] 助聽裝詈
[0026] 在本申請的一方面，本申請的目標由用于根據用戶需要處理表示聲音的輸入信號 的助聽系統實現。該助聽系統包括用于接收所述輸入信號并提供電輸入信號的輸入單元、 用于根據一組處理參數處理所述電輸入信號并提供處理后的輸出信號的信號處理單元，信 號處理單元具有一個或多個用于影響所述處理參數的控制輸入。該助聽系統還包括適于至 少部分植入在用戶頭部中的植入部分。植入部分包括能夠測量沿耳蝸隔膜長度方向的一個 或多個位置處的蝸內電位的感測單元。助聽系統還包括解碼器，配置成接收所述蝸內電位 或源自其的信號并將所接收的信號變換為已適當調節的信號以用作信號處理單元的控制 輸入。信號處理單元還配置成根據來自所述解碼器的控制輸入處理電輸入信號。
[0027] 該系統的優點在于助聽系統中音頻信號的處理可隨時自動調整。
[0028] 在實施例中，植入部分包括傳輸單元，用于傳輸所述蝸內電位或基于其的信號如 電壓差（例如傳給助聽系統的另一部分和/或傳給另一裝置）。在實施例中，傳輸單元包括 天線和無線收發器，例如用于建立到助聽系統的外部（非植入）部分的鏈路。在實施例中， 傳輸單元基于到對應的外部接收單元的近場（如電容性或電感性）親合。作為備選，傳輸 單元基于遠場電磁通信。
[0029] 在實施例中，植入部分配置成根據預定準則測量（或記錄（如保存），及可能傳 輸）所述蝸內電位，例如在不同時間點tn，其中tn為離散時間值（η為時間指數），例如在預 定時間點，或者在蝸內電位的值的變化已多于預定相對或絕對量時，和/或在蝸內電位的 (隨時間）變化率高于預定大小時。在實施例中，所述預定準則包括隨時間周期性地測量蝸 內電位，例如以預定（或自適應確定）的頻率。
[0030] 在實施例中，助聽系統包括警報單元，配置成根據預定準則向用戶發出警報指示 (如信息信號），例如在預定時間，和/或在參數因蝸內電位變化而改變時，例如在蝸內電位 的變化多于預定相對或絕對量時，和/或在蝸內電位（隨時間和/或耳蝸中的距離）的變 化率高于預定大小時。
[0031] 在實施例中，助聽系統配置成基于蝸內電位跨一時間范圍的變化估計跨該時間范 圍接收到的累積聲學劑量。在實施例中，助聽系統配置成在超過預定的估計聲學劑量時發 出警報指示。
[0032] 在實施例中，警報指示單元適于在聽覺閾（或變化率（差/時間比））超出預定閾 值時（表明用戶的聽覺能力已衰退，可能跨相當短或者作為備選跨相當長的時間段，用戶 應行動以驗證前述衰退的原因并找到適當的補救辦法）發出警報信號。
[0033] 在實施例中，植入部分（如感測單元）包括電極，稱為ΕΡ電極，用于拾取沿耳蝸隔 膜長度方向的位置處的蝸內電位（ΕΡ)。在實施例中，ΕΡ電極與感測單元通信。在實施例 中，感測單元配置成放大來自（感測）ΕΡ電極（由其拾取）的蝸內電位。ΕΡ電極優選配置 成位于耳蝸中，由其位于中階中，優選與內淋巴液體接觸。
[0034] 在實施例中，植入部分（如感測單元）包括ΝΕΡ個ΕΡ電極（ΝΕΡ> 2)，用于拾取沿 耳蝸隔膜長度方向的多個位置處的蝸內電位。這些ΕΡ電極配置成完全或部分位于中階中， 優選與內淋巴液體接觸。在實施例中，這些ΕΡ電極電連接到感測單元（或形成其一部分）。
[0035] 在實施例中，植入部分（如感測單元）包括參考電極。優選地，參考電極配置成位 于耳蝸中，如鼓階中，優選與外淋巴液體接觸。參考電極例如用作蝸內電位的不同測量的共 同電壓以提供可比較的電壓差A VEP，例如隨時間t，Δ VEP (tn)，其中^為離散時間值，η為時 間指數。蝸內電壓差可表示在不同時間點在一個ΕΡ電極處測得的蝸內電位或者在同一或 不同時間點在不同（空間上分開的）ΕΡ電極處測得的蝸內電位（或二者）。
[0036] 在實施例中，助聽系統配置成對蝸內電位EP(Xl)測量或確定所得的電壓差 AVEP(Xl)(i = 1，2，···，^)，其中NL為沿耳蝸神經的位置（電極）的數量，蝸內電位在這些 位置處進行測量。在實施例中，Nep= Np
[0037] 在實施例中，助聽系統配置成基于測得的蝸內電位評估耳蝸或耳蝸神經的當前狀 態或條件。在實施例中，助聽系統配置成使用測得的蝸內電位或源自其的信號如所得的電 壓差AVEP(Xl)或其放大版評估耳蝸或耳蝸神經的當前狀態或條件或/或其中的變化。 [0038] 在實施例中，助聽系統配置成使所述評估基于源自隨時間和/或位置測得的蝸內 電位的統計量。在實施例中，助聽系統配置成確定在特定時間點（tn)跨位置xj^EP(Xl)的 平均值μ EP (Xi)和/或方差σ EP (Xi)，i = 1，2,…，隊。在實施例中，助聽系統配置成確定跨 時間 U9EP(Xl，tn)的平均值 μΕΡ(Χι，〇 和 / 或方差 σΕΡ(Χι，〇, η= 1，2，···，ΝΤ，其中 Ντ為在特定位置Xi (如對于所有位置Xi，i = 1，2,…，NJ)(在不同時間點）進行的測量數量。
[0039] 在實施例中，助聽系統包括數據庫（如存儲器），其中保存使蝸內電位與估計的聽 力損失（如聽覺閾）聯系起來的數據。作為備選，助聽系統包括到外部數據庫的接口，從外 部數據庫可取回使蝸內電位與估計的聽力損失（如聽覺閾）聯系起來的數據。在實施例中， 數據庫包括用戶在一個或多個時間點（在多個刺激頻率下）的蝸內電位和測得的聽力損失 的對應數據。優選地，用戶的蝸內電位和測得的聽力損失（如聽覺閾）的前述對應值在針 對用戶驗配助聽系統期間進行測量并隨后保存在助聽系統可訪問的數據庫中。
[0040] 在實施例中，助聽系統包括或有權使用數據庫，其中保存有使蝸內電位與估計的 累積聲學劑量聯系起來的數據。優選地，用戶的蝸內電位和施加的累積聲學劑量的前述對 應值在針對用戶驗配助聽系統期間進行測量并隨后保存在助聽系統可訪問的數據庫中。
[0041] 特定用戶的蝸內電位可通過適當的醫學治療（如服藥）和/或暴露于預定電平的 聲學劑量而進行操縱。在實施例中，用戶的蝸內電位（如操縱的）或聽覺閾的對應值在針 對用戶驗配助聽系統期間進行測量并隨后保存在可由助聽系統訪問的數據庫中。在實施例 中